دانلود تحقیق آلومینای جاجرم

تولید آلومینا از بوکسیت رایج ترین روش تولید آلومینیوم می باشد و امروزه بیش از 95 درصد آلومینای مورد نیاز از بوکسیت تولید می شود.

کانسار بوکسیت جاجرم بزرگترین ذخیره شناخته شده بوکسیت در ایران است این کانسار اولین بار در سال 47 شناسایی شد.نمونه برداری های انجام شده در سال های 1349 و1351 نشان داد که بوکسیت جاجرم دارای ارزش اقتصادی و به عنوان ماده اولیه تولید آلومینا قابل استفاده و بهره برداری  است.

عملیات اکتشافی آن از سال 1362 آغاز گردیده و ذخیره شناخته شده در آن حدود 20 میلیون تن برآورد گردیده است.میزان تولید سالیانه معدن در طول دوره بهره برداری جهت تامین خوراک 795 هزار تن در نظر گرفته شده است که ابتدا در طول دوره آماده سازی حدود 1250 هزار تن بوکسیت تولید خواهد داشت.

موقعیت جغرافیایی معدن آهک:

معدن آهک با تولید سالیانه 500 هزار تن برای تغذیه کارخانه در نظر گرفته شده است.

این معدن در شمال شرق ایران در رشته کوه زیر کهر در 15 کیلومتری شمال شهرستان جاجرم می باشد.

شهر جاجرم در شمال غربی استان خراسان و در 125 کیلومتری جنوب غرب بجنورد و در 160 کیلومتری شمال غرب سبزوار و در 125 کیلومتری شمال شرق شاهرود قرار گرفته است و کوه زو واقع در 15 کیلومتری شمال شرق جاجرم با عرض جغرافیایی 22 و 37 شمالی و طول 35 و65  شرقی قرار دارد.

عملیات آماده سازی و بازگشایی معدن آهک به شرح زیر است:

احداث راه دسترسی آسفالته از واحد خردایش تا معدن آهک به طول 450 متر و عرض 10 متر و احداث راه شوسه دسترسی به کار معدن آهک به طول 950 متر و عرض 12 متر و ایجاد فضای دسترسی و احداث اولین پله استخراج.

وزن این فعالیت در مجموع فعالیت های معدن 4/3 درصد است.

مصرف آهک در خط تولید حدود 350 هزار تن است با توجه به اتلاف سنگ در مراحل سنگ شکنی و استخراج سالانه باید 580 هزار تن سنگ آهک از معدن استخراج شود.

فرآیند کلی کارخانه استحصال هیدرات آلومینیوم از بوکسیت :

این روند توسط ترکیب آهک و بوکسیت استخراج شده از معادن پس از طی مراحل خردایش و سودی که توسط خطوط راه آهن از مبادی تولید به محل کارخانه حمل می شود  درون  آسیاب انجام می گردد  در مراحل مختلف انحلال هیدرات در سود حل می شود و با اضافه کردن ذرات هیدرات عمل ترسیب انجام می گردد و بعد از مراحل فیلتراسیون و جدایش سود در مرحله ی پایانی بسته بندی و به عنوان محصول نهایی به فروش می رسد و گل قرمز به عنوان باطله در مخازن جدا کننده ته نشین و بعد از فیلتراسیون در سد باطله دپو می شود.

سنگ شناسی بوکسیت:

بوکسیت سنگ معدن اصلی آلومینیوم است که تشکیل آن در شرایط خاص هوازدگی صورت می گیرد و ذخایر آن معمولا در سطح یا اعماق کم متمرکز می شود .

عنصر آلومینیوم اگرچه فراوان ترین فلز پوسته ی زمین و از نظر فراوانی عناصر سومین عنصر موجود در طبیعت است ولی ترکیب آن با عناصر دیگر به صورت پیچیده ای است از این رو استخراج آن از کانی های آلومینیوم مشکل و بدون صرفه است این عنصر تشکیل دهنده اصلی تمام رس ها خاک ها و سیلیکات های معمولی سنگ ها است.بوکسیت در گذشته به کانی اکسید آلومینیوم آبدار با فرمول 2H2O و AL2O3 اتلاق می شد اما اکنون چه در کانی شناسی وچه در صنعت به مجموعه ای از اکسیدهای آلومینیوم آبدار با نسبت های متفاوت آلومینیوم گفته می شود .به طور کلی بوکسیت در صورتی از نظر اقتصادی مناسب برای بهره برداری است که دارای حداقل50 درصد آلومینیوم و کمتر از 6 درصد سیلیس باشد .

معمولا بوکسیت حاوی اکسید آهن سه ظرفیتی است که مقدار آن در ذخایر بوکسیت حدود 10 درصد است و این ذخایر ممکن است تا  4درصد اکسید تیتان داشته باشد.از نظر چگونگی تشکیل بوکسیت در شرایط خاص هوازدگی که مخصوص مناطق گرم است شکل می گیرد و محصولی از انباشته شدن سیلیکات های آلومینیوم تجزیه شده در سنگ هایی است که حاوی کوارتز آزاد کم هستند به این ترتیب که در این سنگ ها معمولا سیلیکاتها شکسته شده و سیلیس و قسمتی از آهن آزاد شده به صورت اکسید آلومینیوم همراه با تیتان و مقادیری از اکسید آهن (گاهی اکسید منگنز) و مقداری سیلیس به صورت محصول نهایی بر جای می ماند بعضی از زمین شناسان معتقدند که باکتری ها در انجام این واکنش ها نقش موثری دارند به هر حال برای تشکیل ذخایر بوکسیت این شرایط لازم است :

معمولا بوکسیت حاوی اکسید آهن سه ظرفیتی است که مقدار آن در ذخایر بوکسیت حدود 10 درصد است و این ذخایر ممکن است تا 4درصد اکسید تیتان داشته باشد.از نظر چگونگی تشکیل بوکسیت در شرایط خاص هوازدگی که مخصوص مناطق گرم است شکل می گیرد و محصولی از انباشته شدن سیلیکات های آلومینیوم تجزیه شده در سنگ هایی است که حاوی کوارتز آزاد کم هستند به این ترتیب که در این سنگ ها معمولا سیلیکاتها شکسته شده و سیلیس و قسمتی از آهن آزاد شده به صورت اکسید آلومینیوم همراه با تیتان و مقادیری از اکسید آهن (گاهی اکسید منگنز) و مقداری سیلیس به صورت محصول نهایی بر جای می ماند بعضی از زمین شناسان معتقدند که باکتری ها در انجام این واکنش ها نقش موثری دارند به هر حال برای تشکیل ذخایر بوکسیت این شرایط لازم است : الف-وجود آب و هوای گرم و معتدل مرطوب درجه حرارت مناسب برای انجام واکنش های مختلف به منظور تشکیل بوکسیت بیش از 20 درجه سانتیگراد است .

از طرفی افزایش رطوبت منطقه نیز سبب تمرکز گاز کربنیک بیشتر در سطح و در نتیجه شرایط مناسب برای هوازدگی است.ب-وجود سنگ هایی که تحت شرایط آب وهوایی مناسب تولید کننده بوکسیت باشند این سنگ ها مشتمل بر گروهی که حاوی سیلیکات های آلومینیوم نسبتا زیاد وآهن وکوارتز کم باشد.ج-وجود عوامل مناسب برای شکستن سیلیکات ها وانحلال سیلیس .د- وجود شرایط مناسب در سطح به طوری که ریزش های جوی به آرامی در زمین فرو روند.

غالب مناطقی که برای ذخایر بوکسیت مناسب تشخیص داده شده اند مناطقی با شیب کم یا سطوح فرسایشی موجی و بالاخره دگر شیبی هایی با شیب ملایم باشند .

در چنین سطوحی جریان آب به کندی صورت می گیرد و فرو رفتن آن نیز به آرامی و در طول زمان انجام می شود .ه-وجود شرایط مناسب در زیر زمین برای خروج محلول های حاوی باطله های حاصل از انجام واکنش ها .اگر شرایط زیر زمینی طوری باشد که آب نتواند جریان یافته از محیط خارج شود عمل دگرسانی و تغییر و تبدیل مواد و تشکیل بوکسیت به انجام نمی رسد .

ضمن آنکه تداوم این روند در صورت وجود شرایط مناسب دخالت زیادی در مقدار ذخیره دارد .

به عبارت دیگر برای تشکیل ذخایر بزرگ زمان طولانی زمین شناسی و تداوم شرایط مناسب ضروری است وپس از تشکیل بوکسیت نیز باید شرایط به گونه ای فراهم شود که ماده معدنی باقی بماند.

کانی شناسی بوکسیت: کانی های اصلی تشکیل دهنده بوکسیت عبارتند از: دیاسپور ، بوهمیت ، هیدراژیلیت.

الف)بوهمیت و دیاسپور : این دو کانی اکسی هیدروکسید آلومینیوم هستند.

از نظر ساختار بلورین این دو کانی با یکدیگر تفاوت دارند .

فرم بلوری بوهمیت درشت بسیار کمیاب ولی اغلب به صورت اجتماع بسیار ریز ورقه ای یافت می شود .

بلورهای دیاسپور به صورت لوح های کوچک و اجتماع بلوری ورقه ای تا ویز فلسی است .

بوهمیت به رنگ سفید است ولی به علت وجود نا خالصی های همراه به رنگهای زرد یا قهوه ای نیز دیده می شود.دیاسپور نیز به رنگ های زرد تا قهوه ای یافت می گردد شناخت این دو کانی معمولا بسیار دشوار و به طور عمده می توان آنها را از طریق میکروسکوپی یا مطالعات اشعه X تشخیص داد وزن مخصوص بوهمیت 01/3 تا 06/3 و وزن مخصوص دیاسپور 3/3 سختی بوهمیت 5/3 و سختی دیاسپور 6 تا 17 است.ب)هیدراژیلت : به رنگ سفید نقره ای تا سفید متمایل به زرد یا قهوه ای یا قرمز است .

سختی 5/2 تا 5/3 دارد و دارای وزن مخصوص 35/2 است.

هیدراژیلت به طور عمده بر اثر هوازدگی این نوع سنگ ها لاتریت می باشد .

این خاک ها حاوی مقدار زیادی هیدراژلیت و مقدار کمی نیز نا خالصی هایی از کوارتز Sio2 ، اکسید آهن Fe2o3 هماتیت ، دی اکسید تیتانیوم Tio2رو تیل یا مقداری کائولینیت هستند به این نوع خاک ها بوکسیت یا بوکسیت لا تریتی می گویند.کانی ها تشکیل دهنده ی بوکسیت جاجرم به شرح زیر تقسیم بندی شده است: 1.کانی های آلومینیوم دار شامل :دیاسپور به طور عمده همراه با مقدار کمی بوهمیت 2.کانی های آهن دار شامل: هماتیت و به مقدار کمی گوتیت ، مقداری آهن در ترکیب شاموزیت.

3.کانی های رسی شامل:کائولینیت ، یا کانی های مشابه آن مانند ایلمنیت است که به سیلیس فعال موسوم است.

4.شامل کانی های :آناتاز ، روتیل ، کربناتها ، کوارتز ، ژیپس.

فرآیند آماده سازی: شیوه استخراج در بوکسیت به صورت پلکانی و روباز است و چون لایه های بوکسیت شیب دار به سمت عمق است به همین خاطر پله های احداث شده در معدن بوکسیت دارای شیب 35 تا 45 درجه هستند و شیب پله های در باطله 75 درجه است.

ارتفاع پله ها 5 متر است و باید این نکته را هم در نظر گرفت که ارتفاع حقیقی 5 متر است و همچنین ارتفاع ظاهری 5/3 متر است.در بوکسیت جاجرم گسل هایی بزرگ وجود دارد که آینه گسل آنها به وضوح دیده می شود این گسل ها گاه لایه را تا حدود 10 تا 20 متر جابجا کرده و در مواقعی لایه ها را به هم ریخته یا لایه ها را با هم مخلوط کرده است.

طرز استخراج در معدن بوکسیت جاجرم به این صورت است که ابتدا توسط دریل واگن چال هارا حفر می کنند سپس آنها را خرج گذاری کرده عمل انفجار را انجام می دهند پس از انفجار سنگ خرد شده را توسط لودر بارگیری کرده و با کامیون به کارخانه ارسال می کنند.

بار اولیه توسط کامیون به داخل مخزن اولیه که در زیر آن نوار نقاله ای قرار دارد که سنگ ها را به داخل سنگ شکن اولیه هدایت می کند.در این بخش سنگ شکن فکی و سنگ شکن ضربه ای وجود دارد .

سنگ شکن فکی متشکل از یک فک ثابت و یک فک متحرک است که به وسیله یک الکترو موتور به حرکت در آمده و عمل خردایش انجام می شود .بار اولیه به سنگ شکن فکی وارد و با ابعاد حدود 5 سانتی متر خارج می شود و توسط نوار نقاله به بخش دوم منتقل می شود در مسیر این نوار دو جداکننده الکتریکی و مغناطیسی از نوع نوار متقاطع می باشد که وظیفه جدا کردن ناخالصی های فلزی را بر عهده دارد در مرحله بعد یک جدا کننده الکتریکی قرار دارد که قطعات فلزی که از جدا کننده اول می گذرد در این بخش جذب می شود در کنار این نوار نقاله یک کارگر قرار می گیرد و زمانی که سنسور عبور و جذب نشدن را اعلام کند کارگر خط را متوقف کرده و قطعه ی فلزی را جدا می کند در مرحله ی بعد مواد از روی نوار به داخل سرند با شبکه های دایره ای به شعاع 2 سانتی متر ریخته می شود تا مواد با دانه بندی مناسب وارد سنگ شکن چکشی شود و ما بقی به داخل آسیاب فکی باز می گردد نوع حرکت سرند از نوع دورانی است سنگ شکن دوم دارای 40 چکش 70 کیلو گرمی به شکل + که چکش ها در انتهای هر شاخه قرار دارد مواد بعد از خردایش و رسیدن به ابعاد مناسب از سرند زیر سنگ شکن تخلیه و به وسیله ی نوار به بخش بعدی حمل می گردد.

در مسیر نوار غبار گیری وجود دارد که وظیفه ی گرفتن غبار حاصل از سنگ شکنی را بر عهده دارد این غبار گیر غبار های دریافتی را بر روی یکی از نوارهای نقاله منتقل می کند .نوارهای نقاله مواد خردایش شده را به این بخش منتقل می کند این مواد بر روی دو نوار نقاله ی ثابت می ریزد و از آنها بر روی دو نوار کالسکه ای که امکان حرکت بر روی تمام قسمت های دپو را دارد وتوسط موتور هایی که بر روی آنها قرار گرفته که به وسیله ی جمع کردن کابل های